ভৌত আলোকবিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৭ম অধ্যায়। এখানে ৭৩০টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৭৩০ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৭
পাতা ১৬/৩৭
-
৩০১
দশা পার্থক্য পথ পার্থকের কতগুণ হয়?
- ক 2π
- খ 2πλ
- গ 2πλ
- ঘ λ2π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2πλ
দশা পার্থক্য (φ) ও পথ পার্থক্য (Δx)-এর মধ্যে সম্পর্ক হলো φ = (2πλ) × Δx। অর্থাৎ দশা পার্থক্য পথ পার্থক্যের (2πλ) গুণ। উত্তর: গ (2πλ)। -
৩০২
পয়েন্টিং ভেক্টর S হলো---
- ক E × H
- খ H × E
- গ E · H
- ঘ H · E
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) E × H
পয়েন্টিং ভেক্টর (S) হলো তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের একক ক্ষেত্রফলে, একক সময়ে প্রবাহিত শক্তির (শক্তি ফ্লাক্স ঘনত্ব) নির্দেশক ভেক্টর, যা তড়িৎ ক্ষেত্র E ও চৌম্বক ক্ষেত্র H-এর ক্রস গুণফল দ্বারা প্রকাশিত হয়: S = E × H। এর দিক তরঙ্গের সঞ্চালনের দিক নির্দেশ করে (যেহেতু E ও H উভয়ই পরস্পর লম্ব এবং সঞ্চালন দিকের সাথেও লম্ব)। উত্তর: ক (E × H)। -
৩০৩
তরঙ্গ উপরিপাতনের ফলে ঘটে---
- ক অপবর্তন
- খ ব্যতিচার
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ব্যতিচার
দুই বা ততোধিক তরঙ্গ একই মাধ্যমে একসাথে চলার সময় একই বিন্দুতে মিলিত হলে তরঙ্গের উপরিপাতন নীতি (superposition principle) অনুযায়ী তাদের বিস্তার যোগ হয় — এই ঘটনার ফলেই সৃষ্টি হয় ব্যতিচার (কোথাও গঠনমূলক, কোথাও ধ্বংসাত্মক)। উত্তর: খ (ব্যতিচার)। -
৩০৪
একক চিড়ের দরুন অপবর্তনের ক্ষেত্রে অবহের শর্ত---
- ক a sin θ = (2n) λ2
- খ a sin θ = (2n + 1) λ2
- গ d sin θ = (2n) λ2
- ঘ d sin θ = (2n + 1) λ2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) a sin θ = (2n) λ2
একক চিড়ের (প্রস্থ a) কারণে সৃষ্ট অপবর্তনে অন্ধকার/ন্যূনতম তীব্রতার (minima) শর্ত হলো a sinθ = nλ (n = 1, 2, 3, ...), যাকে a sinθ = (2n)(λ2) আকারেও লেখা যায়। এখানে 'a' চিড়ের প্রস্থ ব্যবহৃত হয় (গ্রেটিং ধ্রুবক 'd' নয়, কারণ এটি একক চিড়ের ঘটনা)। উত্তর: ক (a sinθ = (2n)λ2)। -
৩০৫
ব্যতিচার এক ধরনের---
- ক প্রতিসরণ
- খ সমবর্তন
- গ অপবর্তন
- ঘ উপরিপাতন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) উপরিপাতন
একই কম্পাঙ্ক ও স্থির দশা-পার্থক্যবিশিষ্ট দুটি সুসংগত তরঙ্গ উপরিপাতনের ফলে কোথাও
আলোর তীব্রতা বাড়ে ও কোথাও কমে — এ ঘটনাই ব্যতিচার, অর্থাৎ এটি উপরিপাতনের ফল।
গঠনমূলক ব্যতিচারে পথ-পার্থক্য = nλ, ধ্বংসাত্মকে = (2n + 1)λ2।
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় ডোরার প্রস্থ y = λDd।
অপবর্তনও উপরিপাতনজনিত ঘটনা, তবে তা একই তরঙ্গমুখের বিভিন্ন অংশের মধ্যে ঘটে। -
৩০৬
নিচের কোন তরঙ্গটি পোলারাইজড সম্ভব নয়?
- ক আলোক তরঙ্গ
- খ পানি তরঙ্গ
- গ বেতার তরঙ্গ
- ঘ শব্দ তরঙ্গ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) শব্দ তরঙ্গ
সমবর্তন শুধুমাত্র আড় (transverse) তরঙ্গেই সম্ভব, কারণ আড় তরঙ্গের কম্পন সঞ্চালন দিকের সাথে লম্ব যেকোনো দিকে হতে পারে, আর সমবর্তনে এই কম্পনকে একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করা হয়। আলোক তরঙ্গ, পানি তরঙ্গ ও বেতার তরঙ্গ — এই সবগুলোই আড় তরঙ্গ, তাই এদের সমবর্তন সম্ভব। কিন্তু শব্দ তরঙ্গ একটি অনুদৈর্ঘ্য (longitudinal) তরঙ্গ, যেখানে কণার কম্পন সঞ্চালনের দিকের সমান্তরালে হয় — তাই শব্দ তরঙ্গের কোনো সমবর্তন সম্ভব নয়। উত্তর: ঘ (শব্দ তরঙ্গ)। -
৩০৭
ফ্রনহফার শ্রেণির অপবর্তনে আলো রশ্মিসমূহ ও তরঙ্গমুখ যথাক্রমে---
- ক অপসারী ও অভিসারী
- খ অপসারী ও গোলীয়
- গ সমান্তরাল ও সমতল
- ঘ সমান্তরাল ও বক্রতাপূর্ণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমান্তরাল ও সমতল
ফ্রনহোফার শ্রেণির অপবর্তনে আলোর উৎস ও পর্দা কার্যত অসীম দূরত্বে থাকে বলে বিবেচিত হয় (লেন্সের সাহায্যে বাস্তবায়িত করা হয়) — এর ফলে চিড়ে আপতিত রশ্মিগুলো পরস্পর সমান্তরাল হয় এবং তরঙ্গমুখ সমতল (plane wavefront) হয়। এটি ফ্রেনেল শ্রেণির বিপরীত, যেখানে রশ্মি অভিসারী/অপসারী ও তরঙ্গমুখ গোলীয় হয়। উত্তর: গ (সমান্তরাল ও সমতল)। -
৩০৮
কোনো বেতার তরঙ্গের E = 10−4 Vm−1 হলে B0 এর মান কত?
- ক 3 × 10−12 Tesla
- খ 3 × 10−4 Tesla
- গ 3.33 × 10−13 Tesla
- ঘ 0.33 × 10−13 Tesla
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3.33 × 10−13 Tesla
তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গে সব সময় E0B0 = c। তাই B0 = E0c = 10−4(3 × 108) = 3.33 × 10−13 Tesla। সঠিক উত্তর: গ। -
৩০৯
E এবং H প্রতীকের সাথে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের বেগ কত কোণে থাকে?
- ক 0°
- খ 45°
- গ 90°
- ঘ 180°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 90°
তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গে তড়িৎ ক্ষেত্র (E), চৌম্বক ক্ষেত্র (H বা B) এবং তরঙ্গের সঞ্চালন বেগ (v বা c) — এই তিনটি রাশি পরস্পর লম্ব দিকে থাকে (একটি ত্রিমাত্রিক Cartesian সমন্বয়ের মতো)। অর্থাৎ তরঙ্গের বেগ E এবং H উভয়ের সাথেই 90° কোণে থাকে। উত্তর: গ (90°)। -
৩১০
⚠️[যাচাই দরকার] নিচের চিত্রে 'OY' কী রশ্মি নির্দেশ করে?
[চিত্র আছে]- ক প্রতিফলিত
- খ প্রতিসরিত
- গ সাধারণ
- ঘ অপসারিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) প্রতিফলিত
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: প্রশ্নে একটি রশ্মি-চিত্রে 'OY' রশ্মি চিহ্নিত করা আছে ("নিচের চিত্রে 'OY' কী রশ্মি নির্দেশ করে") -- আসল চিত্র (সম্ভবত ব্রুস্টার কোণ/সমবর্তন সংক্রান্ত রশ্মি চিত্র) ছাড়া OY রশ্মিটি প্রতিফলিত/প্রতিসরিত/সাধারণ/অপসারিত এর মধ্যে কোনটি তা নির্ধারণ করা যাচ্ছে না। -
৩১১
পথ পার্থক্য δ, দশা পার্থক্য σ এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ হলে,
(i) σ = (2πδ) λ
(ii) (2πλ)δ = σ
(iii) λδ = 2πσ নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ii ও iii
পথ পার্থক্য δ ও দশা পার্থক্য σ-এর মধ্যে সঠিক সম্পর্ক হলো σ = (2πλ)δ। (i) σ = (2πδ)λ — এখানে δ ও λ-এর অবস্থান ভুলভাবে অদল-বদল হয়ে গেছে, তাই এটি মিথ্যা। (ii) (2πλ)δ = σ — এটি সঠিক মূল সম্পর্ক, তাই সত্য। (iii) λδ = 2πσ — মূল সম্পর্ক σ = 2πδλ থেকে ক্রস-গুণন করে পাই σλ = 2πδ, অর্থাৎ λδ = 2πσ — এটিও একই সম্পর্কের ভিন্নরূপ, তাই সত্য। উত্তর: গ (ii ও iii)। -
৩১২
একটি ইয়ং-এর দ্বি-চিড়ের প্রতি একক দৈর্ঘ্যে রেখার সংখ্যা এবং গ্রেটিং ধ্রুবক d-এর মধ্যে সম্পর্ক হলো---
- ক N = 1d
- খ N = d
- গ N = 1d2
- ঘ N = 1d
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) N = 1d
ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিংয়ে গ্রেটিং ধ্রুবক d বলতে বোঝায় দুটি পাশাপাশি রেখার (চিড়ের) মধ্যবর্তী দূরত্ব। যদি একক দৈর্ঘ্যে (যেমন 1 cm-এ) মোট N সংখ্যক রেখা থাকে, তবে প্রতিটি রেখার মধ্যবর্তী দূরত্ব d = (একক দৈর্ঘ্য)/N, অর্থাৎ N = 1d। উত্তর: ক (N = 1d)। -
৩১৩
একটি তরঙ্গের দুটি বিন্দুর মধ্যে পথ পার্থক্য λ2। বিন্দুদ্বয়ের মধ্যে দশা পার্থক্য কত?
- ক π
- খ π3
- গ π2
- ঘ π4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) π
দশা পার্থক্য φ = (2πλ) × পথ পার্থক্য। এখানে পথ পার্থক্য = λ2, তাই φ = (2πλ) × (λ2) = π। উত্তর: ক (π)। -
৩১৪
প্রতিসরণের সময় আলো এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে গেলে আলোর---
(i) বেগের পরিবর্তন হয়
(ii) কম্পাঙ্কের পরিবর্তন হয়
(iii) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন হয় নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
আলো প্রতিসরণের সময় এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে গেলে: (i) বেগের পরিবর্তন হয় — সত্য (v = cn, তাই ভিন্ন প্রতিসরাঙ্কের মাধ্যমে বেগ ভিন্ন হয়)। (ii) কম্পাঙ্কের পরিবর্তন হয় — মিথ্যা, কম্পাঙ্ক শুধুমাত্র উৎসের উপর নির্ভরশীল এবং মাধ্যম পরিবর্তনে অপরিবর্তিত থাকে। (iii) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন হয় — সত্য, যেহেতু v = fλ এবং f অপরিবর্তিত থাকা অবস্থায় v পরিবর্তিত হলে λ-ও সেই অনুপাতে পরিবর্তিত হবে (λ = λ0n)। উত্তর: খ (i ও iii)। -
৩১৫
ব্যতিচার ঝালরের প্রস্থ---
(i) আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে
(ii) আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক
(iii) উৎসদ্বয় হতে পর্দার দূরত্ব এবং উৎসদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্বের উপর নির্ভর করে নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
ব্যতিচার ডোরার প্রস্থের সূত্র β = λDd থেকে দেখা যায়: (i) ডোরার প্রস্থ আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে — সত্য। (ii) ডোরার প্রস্থ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক (β ∝ λ) — সত্য, সরাসরি সূত্র থেকেই দেখা যায়। (iii) উৎসদ্বয় হতে পর্দার দূরত্ব (D) ও উৎসদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্বের (d) উপর নির্ভর করে — সত্য, β সরাসরি D-এর সমানুপাতিক ও d-এর ব্যস্তানুপাতিক। তিনটি বিবৃতিই সঠিক। উত্তর: ঘ (i, ii ও iii)। -
৩১৬
সমবর্তিত আলোর ক্ষেত্রে কোনটি সত্য?
- ক E-এর কম্পন তল নির্দিষ্ট এবং B থাকে না
- খ E-এর কম্পন তল এবং B-এর কম্পন তল পরস্পর লম্ব হয়
- গ E-এর কম্পন তল নির্দিষ্ট নয়
- ঘ E ও B কোনোটিই নির্দিষ্ট থাকে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) E-এর কম্পন তল এবং B-এর কম্পন তল পরস্পর লম্ব হয়
সমবর্তিত আলোতেও তড়িৎ ক্ষেত্র E ও চৌম্বক ক্ষেত্র B উভয়ই বিদ্যমান থাকে (তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের মৌলিক প্রকৃতি অপরিবর্তিত থাকে) — শুধু E-এর কম্পন একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করা হয়। যেহেতু তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গে সবসময় E ও B পরস্পর লম্ব থাকে, তাই সমবর্তিত আলোতেও E-এর কম্পন তল এবং B-এর কম্পন তল পরস্পর লম্ব থাকে। উত্তর: খ। -
৩১৭
দুটি উত্তল চিড় হতে সমদশার একগুচ্ছ তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ নিঃসৃত হলে তাদের কী বলে?
- ক গৌণ উৎস
- খ সুসংগত উৎস
- গ প্রধান উৎস
- ঘ এর সবগুলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সুসংগত উৎস
যদি দুটি উৎস থেকে একই কম্পাঙ্ক/তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এবং সর্বদা সমদশা (constant phase difference) বজায় রেখে তরঙ্গ নিঃসৃত হয়, তাহলে তাদেরকে সুসংগত উৎস (coherent sources) বলে। ব্যতিচার প্যাটার্ন স্থায়ী হওয়ার জন্য উৎসদ্বয়কে অবশ্যই সুসংগত হতে হয়, যেমন ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় একই মূল তরঙ্গমুখ থেকে ভাগ হয়ে তৈরি S1, S2। সঠিক উত্তর: খ। -
৩১৮
চিন্তা বা হাত দিয়ে আলোর বাঁকে যাওয়াকে বলা হয়---
- ক সমবর্তন
- খ ব্যতিচার
- গ অপবর্তন
- ঘ দৈর্ঘ্য প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অপবর্তন
আলো তার সরলরৈখিক পথ থেকে সরে গিয়ে কোনো বাধা বা সরু চিড়ের প্রান্ত ঘেঁষে বেঁকে যাওয়ার ঘটনাকে অপবর্তন (diffraction) বলা হয়। এটি তরঙ্গধর্মী ঘটনা এবং হাইগেনের নীতি দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়। সঠিক উত্তর: গ। -
৩১৯
নিচের কোনটির ক্ষেত্রে অপবর্তন সবচেয়ে বেশি হয়?
- ক গামা রশ্মি
- খ অতি বেগুনি রশ্মি
- গ অবলোহিত রশ্মি
- ঘ রেডিও তরঙ্গ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) রেডিও তরঙ্গ
অপবর্তনের পরিমাণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক—তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত বড়, অপবর্তন তত বেশি হয় (একটি নির্দিষ্ট আকারের বাধা বা চিড়ের সাপেক্ষে)। গামা রশ্মি, অতিবেগুনি, অবলোহিত ও রেডিও তরঙ্গের মধ্যে রেডিও তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি (মিটার থেকে কিলোমিটার পরিসরে), তাই এর অপবর্তন সবচেয়ে বেশি হয়। সঠিক উত্তর: ঘ। -
৩২০
ধ্বনাশূন্যক ব্যতিচারের শর্ত হলো পথ পার্থক্য সমান---
- ক nλ
- খ n(λ + 1)
- গ (n + 1)λ2
- ঘ (2n + 1)λ2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) (2n + 1)λ2
ব্যতিচারে গঠনমূলক (উজ্জ্বল ডোরা) হওয়ার শর্ত পথ পার্থক্য Δx = nλ, আর ধ্বংসাত্মক (অন্ধকার ডোরা) হওয়ার শর্ত Δx = (2n+1)λ2। প্রশ্নে যেহেতু ধ্বংসাত্মক ব্যতিচারের কথা বলা হয়েছে, উত্তর (2n+1)λ2। সঠিক উত্তর: ঘ।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।